Constraint propagation in Mozart

Abstract

This thesis presents constraint propagation in Mozart which is based on computational agents called propagators. The thesis designs, implements, and evaluates propagator-based propagation engines. A propagation engine is split up in generic propagation services and domain specific domain solvers which are connected by a constraint programming interface. Propagators use filters to perform constraint propagation. The interface isolates filters from propagators such that they can be shared among various systems. This thesis presents the design and implementation of a finite integer set domainsolver for Mozart which reasons over bound and cardinality approximations of sets.The solver cooperates with a finite domain solver to improve its propagation and expressiveness. This thesis promotes constraints to first-class citizens and thus, provides extra control over constraints. Novel programming techniques taking advantage of the first-class status of constraints are developed and illustrated.Diese Dissertation beschreibt Constraint-Propagierung in Mozart, die auf Berechnungsagenten, Propagierer genannt, basiert. Die Dissertation entwirft, implementiert und evaluiert Propagierer-basierte Propagierungsmaschinen. Eine Propagierungsmaschine ist aufgeteilt in generische Propagierungsdienste und domänenspezifische Domänenlöser, die durch eine Schnittstelle zur Constraint-Programmierung miteinander verbunden sind. Propagierer benutzen Filter, um Constraints zu propagieren. Die Schnittstelle isoliert Filter von Propagierern, so dass Programmkodes von Filtern von verschiedenen Systemen genutzt werden können. Diese Dissertation präsentiert den Entwurf und die Implementierung eines Domänenlösers über endliche Mengen von ganzen Zahlen für Mozart, die über Mengen- und Kardinalitätsschranken approximiert werden. Dieser kooperiert mit einem Löser über endlichen Bereichen, um die Propagierung und die Ausdrucksfähigkeit zu verbessern. Diese Dissertation erhebt Constraints zu emanzipierten Datenstrukturen und stellt auf dieseWeise zusätzliche Steuerungsmöglichkeiten über Constraints zur Verfügung. Des Weiteren werden neuartige Programmiertechniken für emanzipierte Constraints entwickelt und demonstriert